MATLAB

一、安装的目录结构
二、常用的菜单及工具
- 布局
- 设置路径
- 设置工作路径
三、常用命令
四、基础知识
- 数据类型
- - 复数类型
  - `inf 和 NaN`
  - 字符与字符串
- 函数句柄
- 结构体
- - 结构体的构建
  - 访问结构体数组的数据
- 单元数组类型
- - 单元数组的构造
  - 单元数组的读取
  - 单元数组的删除
五、矩阵的基本操作
- 矩阵的构造
- - 简单矩阵构造
  - 特殊矩阵构造
  - 向量的构造
- 矩阵的合并
- - 简单合并
  - 函数
- 矩阵下标引用
- - 交换矩阵行，列元素
- 矩阵的结构变化
- 稀疏矩阵
- - 创建：
  - 查看稀疏矩阵
六、运算符和特殊符号
- 算数运算符
七、字符串处理函数
- 创建字符数组
- 创建字符串单元数组
- 字符串比较函数
- 字符串的查找与替换
- 字符串类型与数字类型转换函数

一、安装的目录结构

文件夹	描述
\bin	系统中的可执行的相关文件
\extern	外部程序接口的工具
\help	帮助系统
\ja	国际化文件
\java	java支持程序
\notebook	是一个兼备数学计算、图形显示和文字处理功能的集成环境
\sys	所需要的工具和操作系统
\toolbox	各种工具箱
\uninstall	卸载程序
rtw	Real-Time-Workshop 软件包
simulink	用于动态模拟、仿真和分析
stateflow	用于状态机设计的功能强大的图形化开发和设计工具

二、常用的菜单及工具

布局

在布局中可以设置窗口的布局。

设置路径

如果你写了一个函数或者脚本在别的文件夹中，那么可以在设置路径中，将其加入到MATLAB的搜索路径上来。

设置工作路径

简单来说就是文件保存的地方。

三、常用命令

命令	说明
cd	显示或改变当前工作目录
dir	显示当前目录或指定目录下的文件
clc	可以清除命令窗口显示的内容，但并不清除工作空间。
clf	清除图形窗口
clear	清理内存变量，将所有的都会清空（要小心）
echo	工作窗信息显示开关
disp	显示变量或者文章内容（就是变量里面对应得值）
!	调用DOS命令
save	保存变量到指定文件
load	加载指定文件的变量
home	将光标移至命令窗口的最左上角

当命令后面有分号时，按Enter键，不会显示运行结果，所有可以用来进行多行输入。

四、基础知识

数据类型

在MATLAB中，每种基本数据类型均以矩阵的形式出现，该矩阵可以是0*0矩阵到任意大小的n维矩阵。如图

复数类型

复数包含独立的两个部分，即实部和虚部。

虚部可以用 i 或 j 表示。
产生复数有以下几种方法：

赋值语句

a = 5 +10i;

函数complex

x = 5;
y = 10;
z = complex(x,y);

其中 x为实部，y为虚部。也可以这样

x = 5;
z = complex(x);

x为实部，虚部为0.

`inf 和 NaN`

int 可以表示正无穷大，-inf表示负无穷大。
NaN 表示一个既不算是实数也不是复数的数值。
0/0 ， inf / inf 结果都为 NaN

字符与字符串

规定用char表示一个字符。一个char类型的1*你数组则可以称为字符串。

常用的的两种表示字符串的方法；

用一对单引号

 str = 'hello word'

用char函数构造一个字符串

 str = char([97,98])

函数句柄

matlab函数句柄就是c语言里面的函数指针，在matlab里面叫它handle，句柄嘛，有了它就可以操纵这个对象(这里也可以叫做函数)，这个概念其实可以推广到很多东西，图形fig，自定义函数句柄(也就是下面将会展示的)，matlab自带函数句柄，以及某些函数返回的函数句柄，某些类对象或者表达式，也可以叫做句柄。

1、何为函数句柄？

函数句柄也是MATLAB中的一种常见的数据类型，

它的地位类似于其它计算机语言里的函数对象(Javascript,Python)，函数指针(C++)，或者函数引用(Perl)。

它的作用是将一个函数封装成一个变量，使其能够像其它变量一样在程序的不同部分传递。。引入函数句柄可使函数调用变得更加灵活方便，极大地提高了函数调用的速度和效率。MATLAB中函数句柄的使用使得函数也可以成为输入变量，并且能很方便地调用，提高函数的可用性和独立性.

2、函数句柄的创建：

方式①：直接加@

语法：@函数名fun1 = @sin;

方式②：str2func函数

语法：str2fun(‘函数名’)
fun2 = str2func(‘cos’);

方式③：str2func函数

语法：@(参数列表)单行表达式
　　　　fun3 = @(x, y)x.^2 + y.^2;

结构体

结构体的构建

方法一：利用赋值语句。

personel.name = 'lili';
personel.score = 99;
personel.salary = [100,4566,1];

输出personel会得到

personel = 包含以下字段的 struct:name: 'lili'score: 99salary: [100 4566 1]

还可以用以下语句将结构体数组扩展成1*2的结构体。意思就是一行两列。相当于结构体数组嘛。

personel(2).name = 'lili';
personel(2).score = 99;
personel(2).salary = [100,4566,1];

如此personel(1)对应得值就为空矩阵。

方法二：利用struct函数

基本调用语法 strArray = struct('field' , vall,...)

调用的方法：

方法一：单独使用

personel(3) = struct('name','lili','score',45.2,'salary',[4512,554])

与repmat()函数配合使用

repmat(struct('name','lili','score',45.2,'salary',[4512,554]),1,3)

如此数组中的所有元素具有和输入一样的内容

struct 函数的输入为单元数组

struct('name',{'lili','dana','jone'},'score',{45.2,48.4,45.8},'salary',{[4512,554],[],[]})

结构体的属性由单元数组指定。

结果：

访问结构体数组的数据

访问结构体数组的某个元素的某个元素的某个属性。

personel(2).name;

访问结构体数组的某个元素的某个元素的某个属性的元素值。

personel(2).salar(3);

访问结构体数组的所有元素的某个元素的某个属性的元素值。

personel.name;

单元数组类型

就类似于c语言中的数组，只不过数组的类型是任意的。就有点像Python 的列表。

单元数组的构造

1. 左标志法。
就是把单元标志{}放到左边，例如下面构建一个1*2 的单元数组。

c{1,1} = 'csdn';
c{1,2} = eye(3,3);

2. 右标志法。

c(1,1) = {'csdn'};
c(1,2) = {eye(3,3)} ;

以上的还可以简化成

c = {'csdn',eye(3,3)}

单元数组的读取

读取单个

str = c{1,1}

读取多个

c(2,:)
% 这个是注释标记 ，输出第一行的所有值。

注意：如 str = c(1,1) 输出的类型是 Cell ，而 str = c{1,1} 就是其对应得值。 c{1,1} 输出的类型是 Cell ，而 c(1,1) 就是其对应得值。

单元数组的删除

将空矩阵赋值给单元数组的某一行或一整列，就可以删除。

如，删除c的第一行

c(1,:) = []

五、矩阵的基本操作

把1$\times$1的矩阵称为标量，把1 ×\times×n的矩阵称为向量。空矩阵用[]表示。

可以用 whos来输出变量的信息。

矩阵的构造

简单矩阵构造

最简单的构造矩阵方法是采用矩阵构造符[ ]，构造一行的矩阵可以把矩阵元素放在矩阵构造符[ ]中，并以空格或者逗号来隔开它们，其代码设置如下：

row = [E1 E2 … Em] 或 row = [E1 ,E2, … ,Em]

如果是多行的话：行与行之间用

分号隔开 ;

特殊矩阵构造

特殊的矩阵

向量的构造

用于产生向量的运算符" : "

冒号可以用来构造步长为1 的递增向量。

A = 1:5
% 1 2 3 4 5

如果后边小于前边返回一个空矩阵。

2.也可以构造任意步长的向量
格式

A = a : step: b

linspace函数
用于创建指定长度的等距向量。
如

A = linspace(-6,6,4)

在 -6,6 ，之间产生等距的四个点。

矩阵的合并

注意合并后的矩阵要保证是方形的所以要注意格式。

简单合并

C = [A B] 用于水平方向合并矩阵 A 和 B

C = [A ;B] 用于垂直方向合并矩阵 A 和 B

函数

dim就是维数，英文dimension 的缩写
比如说dim ＝1就是按照行来算的（x）dim ＝ 2就是列（y），dim ＝ 3 就是第三维（z）
例如x是三维数组 dim1就按照行排练，2就是列，3就是第三维：

矩阵下标引用

1.A（1,2）

2.对于二维矩阵M * N的有以下线性公式

A(i,j)=A((j−1)∗M+i)A(i,j) = A((j-1)*M+i) A(i,j)=A((j−1)∗M+i)

3.访问多个矩阵元素
A(1:k:j)表示矩阵第j列的1k个元素。A(i,1:k)表示矩阵第i行的1k个元素。A(1:k:j) 表示矩阵第j 列的1~k个元素。\\ A(i,1:k) 表示矩阵第i行的1~k个元素。 A(1:k:j)表示矩阵第j列的1 k个元素。A(i,1:k)表示矩阵第i行的1 k个元素。
行的话，行数写在前边。

因为冒号：表示一列或一行的所有元素，可以写成
.A(:,4)

.A(:)输出矩阵的所有元素。
4.end该维的最后一个元素
如上面的可以写成,其中第四列为最后一列
.A(:,end)

交换矩阵行，列元素

A([4 2],:) %答案的第一行是第二行的数据，然后才是第四行的
A(:,[1 3]) %答案的第一行是第1列的数据，然后才是第3列的

交换行

A([m n ],:) = A([n m ],:)
% m,n 是交换的两行

交换列

A(:.[2 4]) = A(:,[4,2])

矩阵的结构变化

函数名	描述
fliplr(A)	矩阵每一行均进行逆序排列
flipud(A)	矩阵每一列均进行逆序排列
flipdim(A,dim)	生成一个在dim维矩阵A内的元素交换位置的多维矩阵
rot90(A)	生成一个由矩阵A逆时针旋转90度而得到的新矩阵
rot90(A,k)	生成一个由矩阵A逆时针旋转k*90度而得到的新矩阵
reshape(A,m,n)	生成一个m*n维的矩阵

详细：
函数链接

稀疏矩阵

定义在稀疏矩阵上的运算生成稀疏矩阵，满矩阵就生成满矩阵。

创建：

A = [0,0,1,0;0,2,0,0;3,0,0,0;0,0,4,0];% 满矩阵
A = sparse(A)
%转换为满矩阵
A= full(A)

查看稀疏矩阵

nnz(A)：返回非零元素个数
nonzeros(A)：返回非零值
nzmax：返回用于存储非零值的空间长度

对于矩阵可以用 spy()函数来查看图像

六、运算符和特殊符号

运算符包括算数运算符、关系运算符和逻辑运算符。

算数运算符

运算符	用法	描述
+	A+B	A+B把矩阵A和B相加，A和B必须是具有相同的长度的矩阵，除非有一个是`标量`
-	A-B	A+B把矩阵A和B相减，A和B必须是具有相同的长度的矩阵，除非有一个是`标量
.*	A.*B	元素相乘。相当于对应元素相乘，不是用矩阵的乘法法则
./	A./B	元素的右除法。矩阵A除以矩阵B对应的元素
.\	A.\B	元素的左除法。矩阵B除以矩阵A对应的元素
.^	A.^B	元素的乘方。等于 [A(i,j) ^ B(i,j)]
.‘	A.’	矩阵转秩。（‘在键盘中L键盘右边第二个)
*	A*B	矩阵乘法。对于非标量矩阵来说，A的列必须等于B的行
/	A/B	为方程 X*A = B 的解
\	A\B	为方程 A*X = B 的解
^	A^B	矩阵乘方
’	A’	矩阵转秩

补充说明^运算符：

当A和B都是标量时表示标量A的B次方幂；
当A为方针，B为正整数时，表示矩阵A的B次乘积，因此矩阵的逆可以用 A^-1 得到；
B为负数时，表示矩阵 A的逆的B次乘积，
当 B为非整数时有如下表达式：

A ^ B = V∗[λ1B.λnB]/VV*\left[ \begin{matrix} \lambda_1^B & & \\ & . & \\ & &\lambda_n^B \\ \end{matrix} \right] /VV∗⎣⎡λ1B.λnB⎦⎤/V

其中 λ1B...λnB为矩阵A的特征值，V为对应的特征向量矩阵。\lambda_1^B...\lambda_n^B为矩阵A的特征值，V为对应的特征向量矩阵。 λ1B...λnB为矩阵A的特征值，V为对应的特征向量矩阵。

七、字符串处理函数

在MATLAB中字符串是指 1 ×\times× n 的字符数组。

创建字符数组

可以用一对单引号来表示字符串

str = ' I am ';

可以用strcat()函数得到一个新的字符串

a = 'Hello ';
b = 'Word';
c = strcat(a,b)
% 得到 HelloWord

注意：用该函数合并的时候会把字符串结尾的空串删除。如果要保留可以用矩阵合并符[ ]来实现。

a = 'Hello ';
b = 'Word';
c = [a b]
% 得到 Hello Word

可以构建二维字符数组，不过要注意的是二维字符数组的每一行具有相同的长度才可以，可以用空格来补充。

str = ['second';'string']

利用函数char()来创建字符。用该函数时，如果长度不同会自动补齐。

str = char('first','second')

创建字符串单元数组

cellstr()函数
如下：

str = ['name';'string']
% 输出：
str =
name
string

转换：

str = cellstr(str)
% 输出：
str =
'name'
'string'

那么区别是什么呢，字符串单元数组，类似于python中的列表中的元素是字符串。而且在转换后会自动将多余的空格去掉。

检测长度：

length(str{1})
%
ans = 4

可以用char()函数转换成字符数组。

str = str(str);
length(str(1:))
%
ans = 6

字符串比较函数

函数功能：

strcmp(s1, s2)：用于比较字符串s1、s2是否相等，如果相等，返回结果1，否则返回0；

strncmp(s1, s2, n)：用于比较字符串s1、s2前n个字符是否相等，如果相等，返回结果1，否则返回0；

strcmpi(s1, s2)：在忽略字母大小写的前提下，比较字符串s1、s2是否相等，如果相等，返回结果1，否则返回0；

strncmpi(s1, s2, n)：在忽略字母大小写的前提下，比较字符串s1、s2前n个字符是否相等，如果相等，返回结果1，否则返回0。

也可以用关系运算符比较字符串
要要求
字符串维度必须一致（长度一样）

str1 = 'cannal';
str2 = 'casual';
c = str1 == str2

结果

c =1×6 logical 数组1   1   0   0   1   1

字符串的查找与替换

.strfind(s1，s2)：返回字符串s2在字符串s1中的开始位置。
.strrep(s1，s2，s3)：将字符串s1中的所有子字符串s2替换为字符串s3。

注意还有个findstr(s1,s2)函数，区别在于findstr函数中s1 s2无先后顺序区别，返回短字符串在长字符串中的开始位置。

>> strfind('ababedabababedfg','bed')
ans =4    12
>> strfind('bed','ababedabababedfg')
ans =[]
>> findstr('bed','ababedabababedfg')
ans =4    12>> strrep('ababedabababedfg','bed','toy')
ans ='abatoyababatoyfg'

字符串类型与数字类型转换函数

下一篇：
MATLAB学习笔记（二）

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